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新型能量传递和转化材料的制备和光谱性质

作　者: 朱凯
导　师: 李蕾
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学
关键词: 镁铝水滑石 钴铝水滑石 给体 受体 共插层 能量传递
分类号: TB383
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 21次
引　用: 1次
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内容摘要


本论文以镁铝水滑石（Mg-Al-CO3-LDH）、钴铝水滑石（Co-Al-CO3-LDH）为主体，以4-苯甲酰苯甲酸（4-BBA）和2-萘磺酸（2-NSA）这对具有给体-受体性质的物质为客体插入主体，系统研究了它们的组装产物结构及其光物理性能。本论文采用共沉淀法合成了主体Mg-Al-CO3-LDH和Co-Al-CO3-LDH；采用离子交换法，在乙二醇介质中组装得到层间分别为4-BBA和2-NSA阴离子的单插层产物以及这两种阴离子的共插层产物。采用XRD、IR、TG-DTA/DSC等表征手段对样品进行了结构表征，采用uv-vis吸收光谱和荧光光谱表征了产物的光谱性质，特别是层间两种客体之间的能量转移进行了系统研究，在理论研究方面，本文采用了Gaussian-03软件包中abinitio分子轨道法（HF/6-31G）计算了4-BBA和2-NSA两种阴离子结构和电荷分布，提出了客体分子在主体层间可能存在的方式，并分析了其结构与光谱特征之间的关系。结果表明：通过离子交换的方法，4-BBA和2-NSA阴离子可成功取代Mg-Al--CO3LDH和Co-Al-CO3-LDH层间的CO32-离子进入层间，通过表征结果得到结晶度良好的插层水滑石产物。此外，通过控制两种阴离子的投料摩尔比，可以得到一系列层间具有不同摩尔比客体的共插层产物。通过研究表明，对镁铝水滑石体系具有给体-受体性质的阴离子进入层间，由于两种客体阴离子立体结构的不匹配，在层间难以发生相互作用，因此在该体系中两种客体之间没有看到明显的能量传递现象。而改变层板二价镁离子为钴离子后，即钴铝水滑石体系，当同样给体-受体性质的阴离子进入层间后，发现层板组成的改变，使层间客体的排列发生改变，不仅客体与主体层板产生了相互作用，而且在限域空间内存在客体之间的相互作用，从而产生了给体-受体间的能量转移。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章 绪论  12-22
  1.1 水滑石概述  12-13
  1.2 LDHs 的结构和组成  13-14
  1.3 LDHs 的制备方法  14-15
  1.4 LDHs 的主要性质  15-16
  1.5 LDHs 的结构表征方法  16-17
  1.6 LDHs 的用途  17-19
    1.6.1 催化剂方面的应用  17-18
    1.6.2 吸附剂的应用  18-19
    1.6.3 生物医药方面的应用  19
    1.6.4 在功能高分子材料及其添加剂方面的应用  19
  1.7 论文研究的目的和意义  19-20
  1.8 本论文研究内容  20-22
第二章 4-苯甲酰苯甲酸(4-BBA)和 2-萘磺酸(2-NSA)插层镁铝水滑石体系  22-40
  2.1 实验部分  22-24
    2.1.1 实验试剂  22
    2.1.2 Mg-Al-CO_3-LDH 的制备  22-23
    2.1.3 单客体插层产物以及共插层产物的制备  23
    2.1.4 4-BBA 和 2-NSA 标准曲线的测定  23-24
    2.1.5 插层产物中客体的定量计算  24
  2.2 样品表征  24
  2.3 理论研究  24-25
  2.4 结果分析与讨论  25-38
    2.4.1 单插层产物的结构表征  25-29
    2.4.2 共插层产物的结构表征  29-32
    2.4.3 紫外可见光谱分析  32-33
    2.4.4 荧光光谱分析  33-36
    2.4.5 理论计算  36-38
  2.5 小结  38-40
第三章 4-苯甲酰苯甲酸(4-BBA)和 2-萘磺酸(2-NSA)插层钴铝水滑石体系  40-58
  3.1 实验部分  40-41
    3.1.1 实验试剂  40
    3.1.2 Co-Al-CO_3-LDH 的制备  40-41
    3.1.3 单客体插层产物以及共插层产物的制备  41
    3.1.4 插层产物中客体的定量计算  41
  3.2 样品表征  41-42
  3.3 理论研究  42
  3.4 结果分析与讨论  42-56
    3.4.1 单插层产物的结构表征  42-47
    3.4.2 共插层产物的结构表征  47-50
    3.4.3 紫外可见光谱分析  50-52
    3.4.4 荧光光谱分析  52-54
    3.4.5 理论计算  54-56
  3.5 小结  56-58
第四章 结论  58-60
参考文献  60-64
附录  64-68
致谢  68-70
研究成果及发表的学术论文  70-72
作者和导师简介  72-73
附件  73-74

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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